캠필로박터 제주니는 설사병을 일으키는 주요 식중독균의 하나로서 미국, 유럽 등 선진국은 물론 개발도상국에서도 많은 발병률을 보이고 있다. 병원균이 질병을 일으키기 위해서는 병원성에 관련된 유전자가 필요하며, 또한 환경 변화에 반응하기 위한 시스템을 갖추고 ...

캠필로박터 제주니는 설사병을 일으키는 주요 식중독균의 하나로서 미국, 유럽 등 선진국은 물론 개발도상국에서도 많은 발병률을 보이고 있다. 병원균이 질병을 일으키기 위해서는 병원성에 관련된 유전자가 필요하며, 또한 환경 변화에 반응하기 위한 시스템을 갖추고 있어야 한다. 박테리아가 아미노산 등의 영양분이 부족한 환경에 노출되면, ppGpp 에 의해 조절되는 형질발현 메커니즘인 stringent response가 유도된다. 이 과정에서 DksA는 ppGpp에 의한 전사 조절, 또는 변역 조절을 돕는 단백질로 보고되었다. DksA가 주로 조절자로서 관여한다고 보고된 예는 대장균 등 많은 그람 음성균에서 리보솜 RNA의 억제 조절자로서, 또는 아미노산 합성에 관련된 유전자의 활성 조절자로서 역할을 한다는 것이다. 또한 DksA는 Shigella나 살모넬라, Pseudomonas aeruginosa 등의 병원균에서 병원성 유전자의 발현 조절에 영향을 끼치기도 한다. 본 연구에서는 캠필로박터 제주니의 DksA 유사 단백질 (CJJ81176_0160 또는 Cj0125c)의 역할에 대하여 규명하였다. 캠필로박터의 유전체 분석 결과 CJJ81176_0160 (또는 Cj0125c) 이 많은 박테리아에서 발견된 DksA와 상동성을 보이는 것을 알 수 있었다. 다른 박테리아에서와 마찬가지로 캠필로박터 제주니에서도 리보솜 RNA가 대다수를 차지하는 안정한 RNA의 전사가 영양소가 부족한 환경일 때 DksA 유사 단백질에 의해서 저해된다는 것을 밝혀내었다. DksA 유사 단백질이 캠필로박터 제주니의 어떤 유전자의 발현에 영향을 끼치는지 파악하고자, Campylobacter jejuni 81-176의 CJJ81176_0160의 돌연변이체를 만든 후, 두 박테리아의 전사체와 단백질체 분석을 하였다. 분석 결과 두 박테리아에서 특히 차이가 나는 유전자는 철 이온 이용에 관계된 유전자, 편모 합성에 관여하는 유전자, 아미노산 대사에 관련된 유전자 등이 포함되었다. 유전자의 발현이 바뀐 결과, 캠필로박터 제주니에서 DksA 유사 단백질이 돌연변이가 되었을 경우 철이온 흡수가 저해되고, 박테리아의 운동성이 없어지는 것을 확인할 수 있었다. 또한 편모가 없어지면서 캠필로박터 제주니의 나선형 모양이 선형으로 바뀌는 것을 관찰할 수 있었다. 그리고 캠필로박터 제주니에서 DksA 유사 단백질이 돌연변이가 된 경우 인간의 장세포에 침투하는 능력이 현저하게 떨어지는 것을 볼 수 있었고, 또한 염증반응을 매개하는 Interleukin-8의 분비 역시 감소하는 것을 관찰할 수 있었으며, 이로서 DksA 유사 단백질이 캠필로박터 제주니의 병원성에도 관여한다고 판단된다. DksA 유사 단백질이 이와 같이 다양한 대사 경로에 관여하는 데에는 Fur가 중요한 역할을 하리라고 생각된다. 이상 결과로 미루어 볼 때 캠필로박터 제주니의 DksA 유사 단백질은 캠필로박터 제주니의 생리작용과 병원성에 중요한 조절자로서 역할을 한다고 볼 수 있다.

A DksA-like protein was found in the genome sequence of Campylobacter jejuni, which is Cj0125c in NCTC11168 strain or CJJ81176_0160 in 81-176 strain. Transciptomic profilings resulted in downregulation of 37 genes and upregulation of 53 genes, in Camp ...

A DksA-like protein was found in the genome sequence of Campylobacter jejuni, which is Cj0125c in NCTC11168 strain or CJJ81176_0160 in 81-176 strain. Transciptomic profilings resulted in downregulation of 37 genes and upregulation of 53 genes, in Campylobavcter jejuni dksA mutant . Proteomic profilings resulted in down-regulation and up-regulation of 15 and 9 proteins in C. jejuni dksA mutant. According to these data, the DksA-like protein of Campylobacter jejuni was involved in gene expression of amino acid metabolism, iron-related metabolism, flagella synthesis and other metabolisms. These were also confirmed by other experiments. In addition, mutation of CJJ81176_0160 in C. jejuni resulted in reductions in invasiveness and IL-8 secretion. The results in this study suggest that the DksA-like protein plays a regulatory role in the physiology and virulence of C. jejuni. Regulation of many DksA-dependent genes is considered to be related to the regulation of Fur or sigma54 . Regulation of DksA is generally associated with stringent responses, however, in many cases, regulation by DksA in C. jejuni is independent from regulation by ppGpp particularly in the regulation of iron-related genes or flagella genes. The mechanisms of these changes are not fully explained related to stringent responses and downstream regulators, and it will be investigated in future works